Uma máquina térmica que opera de acordo com o ciclo de Carnot realiza de trabalho por ciclo e tem uma eficiência de 45,0%. Determine w, e para um ciclo.

Passo 1

Vamos resolver um exercício sobre Máquinas Térmicas que opera com o Ciclo de Carnot. A gente tem que encontrar três coisas: o trabalho realizado por ciclo ( ), o calor absorvido pelo sistema ( ) e o calor liberado para o ambiente ( ). Para isso, vamos usar a eficiência da máquina e as relações básicas das máquinas térmicas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é eficiência ( ). A eficiência de uma máquina térmica é a razão entre o trabalho realizado ( ) e o calor absorvido ( ):
No nosso caso, a eficiência é de 45,0%, ou seja, , e o trabalho realizado por ciclo é .

Passo 3

Vamos usar a fórmula da eficiência para encontrar o calor absorvido ( ):
Agora, resolvendo para :

Passo 4

Sabemos que em um Ciclo de Carnot, a diferença entre o calor absorvido e o calor liberado é igual ao trabalho realizado:
Já temos e . Vamos substituir na equação para encontrar :
Resolvendo para :

Resposta

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